Характеристики электронной лампы 6п3с

Влияние экранирующей сетки на процессы в тетроде

Как вы помните, для сетки существует понятие проницаемости. Напомню, что проницаемость D определяет проницаемость сетки для поля анода, а не для электронов.

В тетроде две сетки, причем каждая обладает собственной проницаемостью. Что бы не запутаться введем уточнение. D1 — проницаемость управляющей сетки. D2 — проницаемость экранирующей сетки.

Проницаемость сразу двух сеток, она же, проницаемость тетрода, будет равна произведению проницаемостей сеток.

D = D1 * D2

Поскольку проницаемость сетки всегда меньше 1, итоговая проницаемость тетрода оказывается существенно меньше 1. И существенно меньше, проницаемости триода.

Теперь вспомним, что коэффициент усиления лампы обратен ее проницаемости. Для тетрода примерно обратен

μ ≈ 1 / (D1 * D2)

Поскольку знаменатель теперь намного меньше, коэффициент усиления будет намного больше.

Мы решили проблему низкого коэффициента усиления триода? Да. Но надо проверить, что тетрод будет левой лампой. Иначе добавление второй сетки окажется в значительной степени бесполезным.

Для этого посмотрим на действующее напряжение тетрода. Напомню, что действующее напряжение это напряжение на аноде эквивалентного диода, анод которого располагается на месте управляющей сетки. Это напряжение описывает суммарное действие анода и обоих сеток.

Точно так же, как это делалось для триода

Uд ≈ Uc1 + D1* Uc2 + D1 * D2 * Ua

Ток катода в тетроде равен сумме тока анода, тока управляющей сетки, тока экранирующей сетки. При напряжении на управляющей сетке равном или меньшем 0 ток управляющей сетки можно считать равным 0. То есть, в рабочем режиме, ток катода в тетроде равен сумме тока анода и тока экранирующей сетки.

Слагаемое D1*D2*Ua на практике можно не учитывать, так как проницаемость тетрода много меньше 1. Для запирания лампы Uд должно быть равно 0. Таким образом мы получаем

Uc1зап ≈ -d1 * Uc2

Таким образом, что бы характеристики тетрода были левыми надо подать на экранирующую сетку положительное напряжение. И чем больше это напряжение, тем левее располагается рабочий участок характеристик тетрода.

Таким образом, добавление экранирующей сетки действительно решает проблему коэффициента усиления лампы. А что насчет внутреннего сопротивления?

Давайте вспомним, что коэффициент усиления лампы равен произведению крутизны на внутреннее сопротивление. То есть, внутреннее сопротивление это коэффициент усиления деленный на крутизну. Поскольку расположение управляющей сетки тетрода такое же, как в триоде, крутизна тетродов примерно равна крутизне триодов. А вот коэффициент усиления тетрода гораздо больше. А значит, и внутреннее сопротивление тетрода заметно больше, чем у триода.

Итак, два основных недостатка триодов в тетроде устранены. Остается разобраться с проходной емкостью. Но кратко

Здесь показана эквивалентная схема ламп для переменного тока. В тетроде экранирующая сетка, которая по переменному току соединена с землей не просто разбивает емкость сетка1-анод на две последовательно включенные емкости сетка1-сетка2 и сетка2-анод, но создает дополнительный путь для протекания емкостного тока управляющей сетки. Проходная емкость в тетроде снижается примерно в столько раз, во сколько увеличивается коэффициент усиления. По сравнению с триодом.

Таким образом мы в значительной степени устранили основные недостатки триода.

На практике, напряжение не экранирующей сетке обычно составляет 20-50% анодного напряжения (при отсутствии сигнала на входе). Но почему не больше? Сейчас и с этим разберемся.

Лучевые тетроды как способ борьбы с динатронным эффектом

В лучевом тетроде поверхность катода не вся покрыта оксидным слоем. Покрытие отсутствует на поверхности расположенной напротив держателей сеток, которые показаны на иллюстрации зелеными точками. Сами сетки показаны зелеными пунктирными окружностями. Это уменьшает эмиссию электронов в направлении держателей сеток.

Кроме того, между экранирующей сеткой и анодом размещены соединенные с катодом экраны, показанные на иллюстрации черными дугами. Вместе с частичным покрытием катода это почти полностью исключает попадание электронов с катода на держатели сеток. А значит, и выбивание из держателей вторичных электронов.

Кроме того, сетки в лучевом тетроде имеют одинаковый шаг, а их витки расположены напротив друг друга. Это значительно уменьшает число электронов с высокой энергией, которые могут попасть на экранирующую сетку и выбить из нее вторичные электроны.

Таким образом, вторичные электроны могут быть выбиты почти исключительно из анода. А поток электронов собирается в своеобразные пучки, плотность которых выше, чем в обычном тетроде. В результате плотность объемного заряда у анода возрастает, правда не равномерно, а островками. Это создает дополнительный потенциальный барьер для вторичных электронов.

В центре иллюстрации, на верхнем рисунке показано распределение электронов в таком луче. И его прохождение между витками экранирующей сетки. И снизу показно распределение потенциала в пространстве. Нижняя кривая соответствует работе обычного тетрода (или лучевому тетроду с малым током анода), а верхняя лучевого.

Хорошо видно, в в области скопления электронов потенциал заметно понизился, что приводит к увеличению высоты потенциального барьера для электронов.

Это снижает динатронный эффект, но не убирает его полностью. Дополнительным преимуществом является снижение тока экранирующей сетки, так как на нее попадает меньше электронов.